看瑞士磨床制造商Studer如何利用3D打印技術提升
發表時間：2018年09月17日瀏覽量：
原標題：看瑞士磨床制造商Studer如何利用3D打印技術提升設備冷卻性能？
磨床是利用磨具對工件表面進行磨削加工（Grinding）的機床。在研磨過程中產生的熱量對工件質量至關重要。磨料加工中相對較高的摩擦效應會產生熱量，從而導致機加工零件表面層的熱損傷。因此，冷卻和潤滑在研磨過程中起著決定性的作用。除了冷卻研磨過程的主要任務之外，冷卻劑液、潤滑劑還起到其他幾個作用，例如清潔帶有加工殘余物的研磨輪，沖洗磨床中的切屑，以及熄滅火花噴射。
3D打印新型冷卻液噴嘴
Studer 研發了3D打印新型噴嘴SmartJet。每個SmartJet噴嘴都根據磨床用戶需要加工的工件和相應的砂輪進行定制化設計，以在靠近工件和砂輪的位置實現隨形冷卻。噴嘴既可以通過塑料3D打印技術和聚酰胺材料制造，也可以通過金屬3D打印技術來制造，這取決于磨床用戶的需求。
Studer 在研發3D打印的SmartJet噴嘴過程中與磨床用戶進行了交流與討論，他們了解到，當用戶將工件磨削到至精度達到十分之一微米時，希望冷卻液能夠準確的噴到相應位置，以確保最佳冷卻效果。
在零件磨削過程中，磨削砂輪和零件供應噴嘴之間以及磨削區域之間將因摩擦而產生熱量，而此時是冷卻和潤滑的關鍵。如果熱量處理不得當，將會導致研磨處理器不穩定，甚至是損壞正在磨削的零件，從而產生報廢。
3D打印SmartJet噴嘴的價值在于，可以在必要時準確冷卻零件和磨削輪，并能夠在保證冷卻效果的前提下減少冷卻液的使用量，從而減少對于環境的影響和后續環保清潔的成本。
減少冷卻液壓件的湍流現象
冷卻液噴嘴只是機床冷卻系統中的一個組成部分，在流體進入噴嘴之前，會通過一個回路，該回路包括一個液壓歧管，它的作用是引導系統中的流體流動，并連接閥門、泵和致動器。
通過傳統加工技術制造的液壓閥塊，內部流體通道是通過銑削和鉆孔的方式實現的，在傳統液壓通道中，流體撞擊通道之間的連接區域時，湍流將導致大量的壓力損失和低效率。延伸閱讀：重量減輕80％，增材制造推動液壓系統進化的五大優勢
利用3D打印技術在制造復雜流體通道時的靈活性，磨床冷卻系統液壓歧管的設計可以得到進一步優化，減少湍流顯現帶來的效率損失。比如說金屬3D打印技術可以制造方形橫截面的流體通道，而不是傳統的圓形流體通道，在相同的通道寬度下將湍流減少20％，在更小的空間內實現更大的流量。此外，歧管通道可以通過粉末床熔融設備以增材制造的方式直接加工成形，不必從液壓閥塊外部進行鉆孔加工并添加插頭。
Studer 3D打印冷卻系統液壓件采用了功能集成設計，零件數量由過去的5個減少至1個，這一設計上的改動減少了磨床冷卻液壓系統裝配時的工作難度和工作量。
據了解，3D打印冷卻液噴嘴、冷卻系統液壓件只是Studer在磨床制造中應用3D打印技術的開始。Studer 已經成立了一個6人團隊，專門負責利用增材制造技術改進磨床設備的設計與性能，未來Studer 還將利用3D打印技術開發更多新的設計，實現更多創新的想法。
來源：3D科學谷
磨床是利用磨具對工件表面進行磨削加工（Grinding）的機床。在研磨過程中產生的熱量對工件質量至關重要。磨料加工中相對較高的摩擦效應會產生熱量，從而導致機加工零件表面層的熱損傷。因此，冷卻和潤滑在研磨過程中起著決定性的作用。除了冷卻研磨過程的主要任務之外，冷卻劑液、潤滑劑還起到其他幾個作用，例如清潔帶有加工殘余物的研磨輪，沖洗磨床中的切屑，以及熄滅火花噴射。
3D打印新型冷卻液噴嘴
Studer 研發了3D打印新型噴嘴SmartJet。每個SmartJet噴嘴都根據磨床用戶需要加工的工件和相應的砂輪進行定制化設計，以在靠近工件和砂輪的位置實現隨形冷卻。噴嘴既可以通過塑料3D打印技術和聚酰胺材料制造，也可以通過金屬3D打印技術來制造，這取決于磨床用戶的需求。
3D打印噴嘴
Studer 在研發3D打印的SmartJet噴嘴過程中與磨床用戶進行了交流與討論，他們了解到，當用戶將工件磨削到至精度達到十分之一微米時，希望冷卻液能夠準確的噴到相應位置，以確保最佳冷卻效果。
在零件磨削過程中，磨削砂輪和零件供應噴嘴之間以及磨削區域之間將因摩擦而產生熱量，而此時是冷卻和潤滑的關鍵。如果熱量處理不得當，將會導致研磨處理器不穩定，甚至是損壞正在磨削的零件，從而產生報廢。
3D打印SmartJet噴嘴的價值在于，可以在必要時準確冷卻零件和磨削輪，并能夠在保證冷卻效果的前提下減少冷卻液的使用量，從而減少對于環境的影響和后續環保清潔的成本。
減少冷卻液壓件的湍流現象
冷卻液噴嘴只是機床冷卻系統中的一個組成部分，在流體進入噴嘴之前，會通過一個回路，該回路包括一個液壓歧管，它的作用是引導系統中的流體流動，并連接閥門、泵和致動器。
通過傳統加工技術制造的液壓閥塊，內部流體通道是通過銑削和鉆孔的方式實現的，在傳統液壓通道中，流體撞擊通道之間的連接區域時，湍流將導致大量的壓力損失和低效率。延伸閱讀：重量減輕80％，增材制造推動液壓系統進化的五大優勢
利用3D打印技術在制造復雜流體通道時的靈活性，磨床冷卻系統液壓歧管的設計可以得到進一步優化，減少湍流顯現帶來的效率損失。比如說金屬3D打印技術可以制造方形橫截面的流體通道，而不是傳統的圓形流體通道，在相同的通道寬度下將湍流減少20％，在更小的空間內實現更大的流量。此外，歧管通道可以通過粉末床熔融設備以增材制造的方式直接加工成形，不必從液壓閥塊外部進行鉆孔加工并添加插頭。
Studer 3D打印冷卻系統液壓件采用了功能集成設計，零件數量由過去的5個減少至1個，這一設計上的改動減少了磨床冷卻液壓系統裝配時的工作難度和工作量。
據了解，3D打印冷卻液噴嘴、冷卻系統液壓件只是Studer在磨床制造中應用3D打印技術的開始。Studer 已經成立了一個6人團隊，專門負責利用增材制造技術改進磨床設備的設計與性能，未來Studer 還將利用3D打印技術開發更多新的設計，實現更多創新的想法。
來源：3D科學谷
